随着计算机硬盘技术的发展，对硬盘基板的加工提出了更高的要求：不仅需要其具有纳米级的面型精度和亚纳米级的表面粗糙度的超光滑表面，还要保证无表面及亚表面损伤。微晶玻璃以其优异的物理化学性能成为下一代硬盘基板的理想材料，但微晶玻璃由于无数微小晶粒的存在，通常认为很难得到超光滑高质量的表面。本文针对微晶玻璃硬盘基板加工的要求以及超精密加工中的困难，对“两步法”冰冻固结磨料抛光工艺进行了优化，并提出了分层冰冻固结磨料抛光的创新工艺，开展了分层冰冻固结磨料抛光垫的设计和抛光效果验证方面的研究，为冰冻固结磨料抛光工艺的实用化和产业化进行了有益的尝试。主要内容包括：　　 1.研究了水相体系中微、纳米α-Al2O3的分散工艺　　 主要采用球磨与化学分散剂分散相结合的方法，研究了球磨时间、分散剂种类以及球磨工艺参数对分散体系中特征参数的影响，探讨了配制稳定的微、纳米α-Al2O3抛光液的最佳工艺条件，为制备抛光性能稳定的抛光液奠定了一定的基础。　　 2.对单层冰冻固结磨料抛光前处理工艺进行了实验优化　　 通过实验对冰冻固结磨料抛光垫冻制过程中热阻层厚度进行了优化选取，以保证抛光垫的使用寿命和均匀的融化速率；对微晶玻璃的冰冻固结磨料抛光的预抛光工艺进行了简化。　　 3.开展了“两步法”冰冻固结磨料抛光微晶玻璃的工艺研究　　 精密冰冻固结磨料抛光选用微米级眠α-Al2O3，超精密抛光选用纳米级SiO2、α-Al2O3，利用田口方法进行了实验设计，分析了抛光压力、主轴转速、偏心距及抛光时间对微晶玻璃的表面粗糙度和去除速率的影响，得出了微晶玻璃冰冻固结磨料抛光过程中的最佳工艺参数，为多层冰冻固结磨料抛光垫的设计提供了实验指导。　　 4.进行了“分层冰冻固结磨料抛光垫”的设计和抛光性能验证　　 在两步法冰冻固结磨料抛光微晶玻璃的基础上，从抛光垫的总体设计、抛光工艺设计、各层厚度设计角度对分层冰冻固结磨料抛光垫进行了设计，并成功制备出两种不同类型的分层冰冻固结磨料抛光垫。开展了分层冰冻固结磨料抛光垫的抛光性能的实验验证，得到分层冰冻固结磨料抛光垫可以有效地提高抛光效率，同时两种不同的抛光垫也有着其独特的抛光特性。